KR20030048800A - 스핀들모터 - Google Patents

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KR20030048800A
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Abstract

볼이 접촉되는 면을 경사지게 형성한 스핀들모터가 개시된다. 상기 스핀들모터는 내주면에 베어링이 압입된 베어링하우징과, 상단부측은 상기 베어링하우징의 상측으로 노출되고 하단부측은 상기 베어링에 지지된 회전축과, 상기 베어링하우징의 외주면에 설치되며 코일이 권선된 코아와, 상기 코아를 감싸는 형태로 상기 회전축의 중앙부에 결합된 로터요크와, 상기 코아와 대향되게 상기 로터요크의 내주면에 부착된 마그네트와, 상기 회전축의 상단부측에 압입된 압입부와 상기 압입부의 외주면에서 외측으로 연장ㆍ형성되며 디스크가 탑재되는 테이블부와 원심력의 작용방향과 수직되게 상기 테이블부의 저면에서 하측으로 연장ㆍ형성되며 상호 소정 거리 이격되어 볼을 저장하는 내측벽 및 외측벽과 상기 내측벽 및 외측벽의 저면에 결합된 볼커버을 가지되, 상기 외측벽의 내주면은 상측에서 하측으로 경사지게 형성된 일체형 턴테이블을 구비한다. 상기 스핀들모터는 일체형 턴테이블의 여러부위와 볼이 접촉되므로 마찰력이 증가하게 된다. 그러므로, 종래에 비하여 진동저감능력은 조금 감소하나 안정화 회전수는 낮아진다. 즉, 종래의 스핀들모터에 비하여 진동저감능력과 안정화 회전수를 모두 적정하게 만족시키게 된다.

Description

스핀들모터 {SPINDLE MOTOR}
본 발명은 볼이 접촉되는 면을 경사지게 형성한 스핀들모터에 관한 것이다.
일반적인 스핀들모터는 회전축에 티부쉬(T-Bush)가 압입되고, 상기 티부쉬에클램프 플레이트와 턴테이블 및 볼이 저장되는 볼케이스가 결합된다. 즉, 상기 티부쉬와 상기 클램프 플레이트와 상기 턴테이블 및 상기 볼케이스가 각각 별도로 제작되어 결합된다. 즉, 상기와 같은 종래의 스핀들모터는 상기 티부쉬의 상면에 클램프 플레이트를 결합하고, 상기 티부쉬의 외주면에 상기 턴테이블 및 상기 볼케이스를 결합한 후, 상기 티부쉬를 상기 회전축에 압입하므로 제조공정이 복잡하다.
상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 티부쉬와 클램프 플레이트와 턴테이블 및 볼케이스를 일체로 형성한 스핀들모터가 개발되었는데, 이를 도 1을 참조하여 설명한다.
도시된 바와 같이, 플레이트(10)에 베어링하우징(21)이 설치되고, 베어링하우징(21)의 내주면에는 회전축(30)을 지지하는 베어링(23)이 압입된다. 베어링하우징(21)의 외주면에는 코아(41)가 결합되고, 코아(41)에는 코일(43)이 권선된다. 그리고, 회전축(30)의 대략 중앙부에는 코아(41)를 감싸는 형태로 로터요크(51)가 설치되고, 로터요크(51)의 내주면에는 코아(41)와 대향하는 마그네트(53)가 부착된다. 그리고, 회전축(30)의 상단부측에는 일체형 턴테이블(60)이 결합된다. 일체형 턴테이블(60)의 상면에는 디스크(70)가 탑재되고, 내부에는 진동을 저감시키기 위한 볼(61)이 저장된다.
일체형 턴테이블(60)과 일체형 턴테이블(60)에 탑재되는 디스크(70)의 편심에 의하여 진동이 발생된다. 이때, 모터의 회전수가 세트(Set)의 공진주파수를 넘어서면 원심력에 의하여 일체형 턴테이블(60)의 외측벽(60a)의 내주면에 접촉된 볼(61)이 편심의 반대방향으로 이동하여 진동을 저감시키는 것이다. 미설명부호 63은 볼커버이다.
상기와 같은 종래의 스핀들모터는 티부쉬와 클램프 플레이트와 턴테이블 및 볼케이스가 일체로 제조되는데, 그 제조공정 상, 볼이 접촉되는 외측벽(60a)의 내주면의 조도(粗度)를 적정한 거칠기로 형성하기 어려운 단점이 있다.
상세히 설명하면, 스핀들모터의 진동저감은 볼(61)과 볼(61)이 접촉되는 외측벽(60a)의 내주면과의 적정한 마찰력에 의하여 이루어지는데, 마찰력이 작으면 진동저감능력은 우수하나 높은 회전수에서 스핀들모터의 안정화가 이루어진다. 반대로, 마찰력이 크면 진동저감능력은 저하되는 반면, 낮은 회전수에서 스핀들모터의 안정화가 이루어진다.
그런데, 일체형 턴테이블의 볼이 접촉되는 외측벽(60a)의 내주면은 원심력의 방향에 대하여 수직으로 형성되어 있다. 그러므로, 볼은 외측벽(60a)의 내주면을 따라서 상하측으로 이동되지 못하므로 외측벽(60a)의 내주면에만 접촉된다. 따라서, 상대적으로 마찰력이 작으므로 진동저감능력은 우수하나 안정화 회전수가 높아지게 된다. 즉, 종래의 스핀들모터는 진동저감능력과 안정화 회전수를 동시에 만족시키기 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 볼과 접촉면 사이의 마찰력을 적정하게 증가시키기 위하여 볼이 접촉되는 면을 원심력의 방향에 대하여 경사지게 형성하므로써, 진동저감능력과 안정화 회전수를 동시에 만족시킬 수 있는 스핀들모터를 제공함에 있다.
도 1은 종래의 스핀들모터의 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스핀들모터의 단면도.
도 3은 도 2의 "A"부 확대도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스핀들모터의 요부 단면도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스핀들모터의 요부 단면도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 스핀들모터의 요부 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100,200,300,400 : 스핀들모터
110 : 베어링하우징120 : 회전축
130 : 코아140 : 로터요크
150,250,350,450 : 일체형 턴테이블
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스핀들모터는, 내주면에 베어링이 압입된 베어링하우징; 상단부측은 상기 베어링하우징의 상측으로 노출되고 하단부측은 상기 베어링에 지지된 회전축; 상기 베어링하우징의 외주면에 설치되며 코일이 권선된 코아; 상기 코아를 감싸는 형태로 상기 회전축의 중앙부에 결합된 로터요크; 상기 코아와 대향되게 상기 로터요크의 내주면에 부착된 마그네트; 상기 회전축의 상단부측에 압입된 압입부와 상기 압입부의 외주면에서 외측으로 연장ㆍ형성되며 디스크가 탑재되는 테이블부와 원심력의 작용방향과 수직되게 상기 테이블부의 저면에서 하측으로 연장ㆍ형성되며 상호 소정 거리 이격되어 볼을 저장하는 내측벽 및 외측벽과 상기 내측벽 및 외측벽의 저면에 결합된 볼커버을 가지되, 상기 외측벽의 내주면은 상측에서 하측으로 경사지게 형성된 일체형 턴테이블을 구비한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 스핀들모터를 상세히 설명한다.
제 1 실시예
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스핀들모터의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 스핀들모터(100)는 상면이 개방된 원통형의 베어링하우징(110)을 가진다. 베어링하우징(110)은 플레이트(80)에 기립되어 설치되고, 내주면에는 베어링(115)이 압입된다. 베어링하우징(110)의 하단부측 외주면에는 베어링하우징(110)을 플레이트(80)에 고정시키기 위한 코킹(Caulking)(111)부가 형성된다.
베어링(115)에는 회전축(120)의 하단부측이 지지되고, 회전축(120)의 상단부측은 베어링하우징(110)의 상측으로 노출된다. 그리고, 베어링하우징(110)의 외주면에는 코일(135)이 권선된 코아(130)가 결합되고, 회전축(120)의 중앙 부위에는 하면이 개방된 로터요크(140)가 결합된다. 로터요크(140)는 코아(130)를 감싸는 형태로 설치되는데, 로터요크(140)의 내주면에는 코아(130)와 대향되게 마그네트(145)가 부착된다.
또한, 회전축(120)의 상단부측에는 일체형 턴테이블(150)이 압입된다. 일체형 턴테이블(150)은 회전축(120)에 압입되는 관형태의 압입부(151)와 압입부(151)의 외주면에서 외측으로 연장ㆍ형성된 판형상의 테이블부(153)와 테이블부(153)의 저면에서 하측으로 연장된 테형상의 외측벽(155) 및 내측벽(157)과 외측벽(155) 및 내측벽(157)의 저면에 결합된 볼커버(159)를 가진다.
압입부(151)의 상면(151a)에는 클램프(미도시)가 승강하면서 접촉되고, 테이블부(153)의 상면에는 디스크(170)가 탑재된다. 상기 클램프는 압입부(151)의 상면(151a) 및 디스크(170)와 접촉하여 디스크(170)가 유동되는 것을 방지한다. 그리고, 압입부(151)의 중앙부측은 공간(151b)으로 형성되는데, 이는 일체형 턴테이블(150)의 무게를 최소화하기 위함이다.
외측벽(155)은 테이블부(153)의 테두리측 저면에서 하측으로 연장ㆍ형성되고, 내측벽(157)은 외측벽(155)과 소정 거리 이격되어 테이블(153)의 저면에서 하측으로 연장ㆍ형성된다. 이때, 외측벽(155) 및 외측벽(157)은 원심력의 작용 방향에 대하여 수직되게 형성된다. 그리고, 볼커버(159)는 외측벽(155) 및 내측벽(157)의 저면에 결합되어 외측벽(155)과 내측벽(157) 사이의 공간을 밀폐시킨다. 외측벽(155)과 내측벽(157) 및 볼커버(159)에 의하여 형성되는 공간에 진동저감을 위한 볼(160)이 저장된다. 미설명 부호 181은 지지플레이트이고, 183은 와셔이며, 190은 회로기판, 191은 센서이다.
본 실시예에 따른 스핀들모터(100)는 볼(160)과 일체형 턴테이블(150) 사이의 마찰력을 증가시키기 위하여 외측벽(155)의 내주면(155a)을 경사지게 형성한다. 상세히 설명하면, 외측벽(155)의 내주면(155a)을 상측에서 하측으로 갈수록 외측으로 경사지게 형성한다. 이의 작용을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 도 2의 "A"부 확대도이다.
도시된 바와 같이, 코일(135)에 전류가 공급되면, 코아(130)와 마그네트(145)와의 상호 작용에 의하여 로터요크(140)가 회전하면서 회전축(120)을 회전시킨다. 그러면, 일체형 턴테이블(150)이 회전되고, 볼(160)은 점선으로 도시된 바와 같이 외측벽(155)의 내주면(155a)과 접촉된다. 이때, 일체형 턴테이블(150)과 일체형 턴테이블(150)에 탑재된 디스크(170)의 편심에 의하여 진동이 발생되는데, 스핀들모터의 회전수가 세트(Set)의 공진주파수를 넘어서면 외측벽(155)의 내주면(155a)과 접촉된 볼(160)이 편심의 반대방향으로 이동하여 진동을 저감시킨다. 이때, 외측벽(155)의 내주면(155a)은 상측에서 하측으로 갈수록 외측으로 경사져 있으므로, 볼(160)은 외측벽(155)의 내주면(155a) 뿐만 아니라 외측벽(155)의 내주면(155a)을 따라 하강되려고 하면서 볼커버(159)와도 접촉된다.그러므로, 마찰력이 종래에 비하여 상대적으로 적정하게 증가되므로, 종래에 비하여 진동저감능력은 조금 감소되나 안정화 회전수는 대단히 낮아진다. 그리고, 종래에 비하여 진동저감능력과 안정화 회전수 모두를 만족시키게 된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 외측벽(155)의 내주면(155a)과 테이블부(153)의 저면(153a)이 이루는 각(A)은 93°∼110°로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 외측벽(155)의 내주면(155a)과 가상의 수직선은 3°∼20°의 각도를 이룬다.
제 2 실시예
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스핀들모터의 요부 단면도로써, 제 1 실시예와의 차이점만을 설명한다. 제 2 실시예에 따른 스핀들모터(200)는 일체형 턴테이블(250)의 외측벽(255)의 내주면(255a)이 상측에서 하측으로 갈수록 내측으로 경사지게 형성된다. 이 경우에는, 스핀들모터(200)가 회전되면, 볼(160)이 일체형 턴테이블(250)의 외측벽(255)의 내주면(255a)과 테이블부(253)의 저면(253a)과 접촉되므로, 마찰력이 커진다. 즉, 볼(160)은 외측벽(255)의 내주면(255a)을 따라서 상승하려고 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 외측벽(255)의 내주면(255a)과 볼커버(259)의 상면(259a)이 이루는 각(B)은 93°∼110°로 형성된다. 즉, 외측벽(255)의 내주면(255a)과 가상의 수직선은 3°∼20°의 각도를 이룬다.
제 3 실시예
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스핀들모터의 요부 단면도로써, 제 1 실시예와의 차이점 만을 설명한다. 제 3 실시예에 따른 스핀들모터(300)는 일체형턴테이블(350)의 외측벽(355)의 내주면(355a)이 상측에서 하측으로 갈수록 외측으로 경사지게 형성되고, 내측벽(357)의 외주면(357a)은 상측에서 하측으로 갈수록 외측으로 경사지게 형성된다. 스핀들모터가 정지하면, 볼(160)이 외측벽(355)에서 떨어져, 점선으로 도시된 바와 같이, 내측벽(357)의 외주면(357a)과 접촉하게 된다. 이때, 볼(160)은 내측벽(357)의 외주면(357a) 뿐만 아니라 내측벽(357)의 외주면(357a)을 따라 하강되면서 볼커버(359)와도 접촉한다. 그러므로, 상대적으로 마찰력이 커지게 되어 종래에 비하여 원활하게 정지하게 된다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 내측벽(357)의 외주면(357a)과 테이블부(353)의 저면(353a)이 이루는 각(C)은 93°∼110°로 형성된다. 즉, 내측벽(357)의 내주면(357a)과 가상의 수직선은 3°∼20°의 각도를 이룬다.
제 4 실시예
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 스핀들모터의 요부 단면도로써, 제 3 실시예와의 차이점만을 설명한다. 제 4 실시예에 따른 스핀들모터(400)는 일체형 턴테이블(450)의 내측벽(457)의 외주면(457a)이 상측에서 하측으로 갈수록 내측으로 경사지게 형성된다. 이 경우에는 볼(160)이 내측벽(457)의 외주면(457a)과 테이블(453)의 저면과 접촉한다. 즉, 볼(160)이 내측벽(457)의 외주면(457a)을 따라서 상승한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 내측벽(457)의 외주면(457a)과 볼커버(459)의 상면(459a)이 이루는 각(D)은 93°∼110°로 형성된다. 즉, 내측벽(457)의 내주면(457a)과 가상의 수직선은 3°∼20°의 각도를 이룬다.
제 3 및 제 4 실시예에 따른 일체형 턴테이블(350,450)의 외측벽(355,455)의 내주면(355a,455a)은 제 1 실시예 처럼 상측에서 하측으로 갈수록 내측으로 경사지게 형성될 수 도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀들모터는 일체형 턴테이블의 여러부위와 볼이 접촉되므로 마찰력이 증가하게 된다. 그러므로, 종래에 비하여 진동저감능력은 조금 감소하나 안정화 회전수는 낮아진다. 즉, 종래의 스핀들모터에 비하여 진동저감능력과 안정화 회전수를 모두 적정하게 만족시키게 된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (6)

  1. 내주면에 베어링이 압입된 베어링하우징;
    상단부측은 상기 베어링하우징의 상측으로 노출되고 하단부측은 상기 베어링에 지지된 회전축;
    상기 베어링하우징의 외주면에 설치되며 코일이 권선된 코아;
    상기 코아를 감싸는 형태로 상기 회전축의 중앙부에 결합된 로터요크;
    상기 코아와 대향되게 상기 로터요크의 내주면에 부착된 마그네트;
    상기 회전축의 상단부측에 압입된 압입부와 상기 압입부의 외주면에서 외측으로 연장ㆍ형성되며 디스크가 탑재되는 테이블부와 원심력의 작용방향과 수직되게 상기 테이블부의 저면에서 하측으로 연장ㆍ형성되며 상호 소정 거리 이격되어 볼을 저장하는 내측벽 및 외측벽과 상기 내측벽 및 외측벽의 저면에 결합된 볼커버을 가지되, 상기 외측벽의 내주면은 상측에서 하측으로 경사지게 형성된 일체형 턴테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측벽의 내주면은 상측에서 하측으로 갈수록 외측으로 경사진 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측벽의 내주면은 상측에서 하측으로 갈수록 내측으로 경사진 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 외측벽의 내주면과 가상의 수직선은 3°∼20°의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 일체형 턴테이블의 내측벽의 외주면은 상측에서 하측으로 갈수록 외측으로 경사진 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 일체형 턴테이블의 내측벽의 외주면은 상측에서 하측으로 갈수록 내측으로 경사진 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
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